四价钒抑制热镀锌层表面黑变的机理
发布时间：2023-06-01 20:41
表面黑变是指在湿热环境中锌层表面生成一层连续且略带黑色膜层的现象,其实质是一种初期腐蚀行为。随着无铬钝化工艺的普遍实施和锌层外观质量要求的不断提高,表面黑变现象使产品的应用面临严峻挑战。根据文献报道,钒酸盐对锌层表面黑变有较好的抑制效果,然而其中的机理还没有被充分理解。因此,研究四价钒Ⅴ(Ⅳ)抑制锌层表面黑变的机理对拓展镀锌产品的应用范围具有重要的现实意义。本文围绕Ⅴ(Ⅳ)在湿热环境中抑制锌层表面黑变的机理,首先借助于共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、原子力显微镜(AFM)和扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)研究了锌层表面黑变的演化特征;其次采用X射线光电子能谱(XPS)、扫描开尔文探针(SKP)、电子探针成分分析(EPMA)和电化学噪声等方法探讨了 Ⅴ(Ⅳ)在水溶液、转化膜以及同水性树脂复配后制备的复合钝化膜中抑制锌层腐蚀的机理;并且采用俄歇电子能谱(AES)等表面分析方法研究了在黑变过程中Ⅴ(Ⅳ)对复合钝化膜/锌层界面成分的影响;最后,根据Ⅴ(Ⅳ)抑制锌层腐蚀的机理,并结合Ⅴ(Ⅳ)对界面成分的影响,揭示了 Ⅴ(Ⅳ)抑制锌层表面黑变的机理。根据锌层表面黑变的演化特征可知,在湿热环境...
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 镀锌行业发展与表面防护水平之间的唇齿关系
2.2 锌层表面黑变的研究进展
2.2.1 锌层在典型环境中的腐蚀
2.2.2 锌层表面黑变的研究现状
2.2.3 钒化合物在抑制锌层表面黑变中的应用及存在问题
2.3 钒酸盐用于金属腐蚀抑制的研究现状
2.3.1 五价钒用于金属腐蚀抑制的研究现状及存在问题
2.3.2 四价钒用于金属腐蚀抑制的可行性分析及研究现状
2.4 腐蚀抑制研究的电化学方法
2.4.1 电化学阻抗谱技术在腐蚀抑制研究中的应用
2.4.2 电化学噪声技术在腐蚀抑制研究中的应用
2.4.3 分离电解池技术在腐蚀抑制研究中的应用
2.5 本文的研究思路和内容
2.5.1 总体思路
2.5.2 研究内容
3 锌层表面黑变的演化特征
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 材料及试样制备
3.2.2 膜层化学结构表征
3.2.3 锌层在湿热环境中的腐蚀行为测试
3.2.4 表面形貌观察
3.2.5 表面电势表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 复合钝化膜的化学结构表征
3.3.2 锌层表面形貌在湿热测试过程中的演化特征
3.3.3 锌层表面的AFM三维形貌在湿热测试过程中的演化特征
3.3.4 锌层表面电势在湿热测试过程中的演化特征
3.4 本章小结
4 四价钒在水溶液中抑制锌层腐蚀的机理
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 材料及溶液制备
4.2.2 电化学噪声测试
4.2.3 试样表面成分表征
4.2.4 V(Ⅳ)氧化态分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 注入V(Ⅳ)溶液对电化学噪声的影响
4.3.2 噪声测试后试样表面成分分析
4.3.3 V(Ⅳ)在水溶液中抑制锌层腐蚀的机理探讨
4.4 本章小结
5 四价钒在转化膜中抑制锌层腐蚀的机理
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 材料及试样制备
5.2.2 膜层成分表征
5.2.3 表面电势测量
5.2.4 耐蚀性能评价
5.3 结果与讨论
5.3.1 V(Ⅳ)转化膜成分分析
5.3.2 V(Ⅳ)含量对膜层防护作用的电化学影响
5.3.3 V(Ⅳ)含量对膜层耐蚀性能的影响
5.3.4 V(Ⅳ)在转化膜中抑制锌层腐蚀的机理探讨
5.4 本章小结
6 四价钒在复合钝化膜中抑制锌层腐蚀的机理
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 材料及试样制备
6.2.2 钝化膜耐蚀性能评价
6.2.3 电化学噪声测量
6.2.4 表面形貌观察
6.2.5 微区成分分析
6.2.6 噪声测试后V(Ⅳ)氧化态分析
6.3 结果与讨论
6.3.1 复合钝化膜耐蚀性能评价
6.3.2 V(Ⅳ)在复合钝化膜中对锌层腐蚀的影响
6.3.3 噪声测试后的试样表面形貌变化
6.3.4 噪声测试结束后的表面微区成分分析
6.3.5 V(Ⅳ)在复合钝化膜中抑制锌层腐蚀的机理探讨
6.4 本章小结
7 四价钒抑制锌层表面黑变的机理
7.1 引言
7.2 实验方法
7.2.1 材料及试样制备
7.2.2 锌层在湿热环境中的黑变测试
7.2.3 界面元素分布表征
7.2.4 界面元素氧化态分析
7.2.5 界面电化学特征分析
7.3 结果与讨论
7.3.1 复合钝化膜的结构特征
7.3.2 湿热测试过程中界面元素分布的演化特征
7.3.3 湿热测试过程中界面元素氧化态的演化特征
7.3.4 V(Ⅳ)抑制界面腐蚀的电化学机理
7.3.5 V(Ⅳ)抑制锌层表面黑变的机理探讨
7.4 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3827015
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 镀锌行业发展与表面防护水平之间的唇齿关系
2.2 锌层表面黑变的研究进展
2.2.1 锌层在典型环境中的腐蚀
2.2.2 锌层表面黑变的研究现状
2.2.3 钒化合物在抑制锌层表面黑变中的应用及存在问题
2.3 钒酸盐用于金属腐蚀抑制的研究现状
2.3.1 五价钒用于金属腐蚀抑制的研究现状及存在问题
2.3.2 四价钒用于金属腐蚀抑制的可行性分析及研究现状
2.4 腐蚀抑制研究的电化学方法
2.4.1 电化学阻抗谱技术在腐蚀抑制研究中的应用
2.4.2 电化学噪声技术在腐蚀抑制研究中的应用
2.4.3 分离电解池技术在腐蚀抑制研究中的应用
2.5 本文的研究思路和内容
2.5.1 总体思路
2.5.2 研究内容
3 锌层表面黑变的演化特征
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 材料及试样制备
3.2.2 膜层化学结构表征
3.2.3 锌层在湿热环境中的腐蚀行为测试
3.2.4 表面形貌观察
3.2.5 表面电势表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 复合钝化膜的化学结构表征
3.3.2 锌层表面形貌在湿热测试过程中的演化特征
3.3.3 锌层表面的AFM三维形貌在湿热测试过程中的演化特征
3.3.4 锌层表面电势在湿热测试过程中的演化特征
3.4 本章小结
4 四价钒在水溶液中抑制锌层腐蚀的机理
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 材料及溶液制备
4.2.2 电化学噪声测试
4.2.3 试样表面成分表征
4.2.4 V(Ⅳ)氧化态分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 注入V(Ⅳ)溶液对电化学噪声的影响
4.3.2 噪声测试后试样表面成分分析
4.3.3 V(Ⅳ)在水溶液中抑制锌层腐蚀的机理探讨
4.4 本章小结
5 四价钒在转化膜中抑制锌层腐蚀的机理
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 材料及试样制备
5.2.2 膜层成分表征
5.2.3 表面电势测量
5.2.4 耐蚀性能评价
5.3 结果与讨论
5.3.1 V(Ⅳ)转化膜成分分析
5.3.2 V(Ⅳ)含量对膜层防护作用的电化学影响
5.3.3 V(Ⅳ)含量对膜层耐蚀性能的影响
5.3.4 V(Ⅳ)在转化膜中抑制锌层腐蚀的机理探讨
5.4 本章小结
6 四价钒在复合钝化膜中抑制锌层腐蚀的机理
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 材料及试样制备
6.2.2 钝化膜耐蚀性能评价
6.2.3 电化学噪声测量
6.2.4 表面形貌观察
6.2.5 微区成分分析
6.2.6 噪声测试后V(Ⅳ)氧化态分析
6.3 结果与讨论
6.3.1 复合钝化膜耐蚀性能评价
6.3.2 V(Ⅳ)在复合钝化膜中对锌层腐蚀的影响
6.3.3 噪声测试后的试样表面形貌变化
6.3.4 噪声测试结束后的表面微区成分分析
6.3.5 V(Ⅳ)在复合钝化膜中抑制锌层腐蚀的机理探讨
6.4 本章小结
7 四价钒抑制锌层表面黑变的机理
7.1 引言
7.2 实验方法
7.2.1 材料及试样制备
7.2.2 锌层在湿热环境中的黑变测试
7.2.3 界面元素分布表征
7.2.4 界面元素氧化态分析
7.2.5 界面电化学特征分析
7.3 结果与讨论
7.3.1 复合钝化膜的结构特征
7.3.2 湿热测试过程中界面元素分布的演化特征
7.3.3 湿热测试过程中界面元素氧化态的演化特征
7.3.4 V(Ⅳ)抑制界面腐蚀的电化学机理
7.3.5 V(Ⅳ)抑制锌层表面黑变的机理探讨
7.4 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3827015
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3827015.html
